《铁路通信信号工程技术》2025年第1期（可下载全文）

特别策划

低空技术+轨道交通领域应用

面向铁路巡检的低空无人机智能感知与精密定位研究

蔡伯根，李智宇，王 剑，刘 丹，姜 维，赵珈琪，王啸阳，刘 江，陆德彪

摘要：铁路巡检作为“低空+轨道”的典型应用场景之一，采用低空无人机巡检辅助或代替人工巡检，在提高巡检效率同时，可以降低巡检成本和巡检人员的事故发生率。调研国内外铁路无人机巡检技术与应用现状，指出当前存在的空-地巡检模式下无人机智能感知、“高密度短间隔”场景无人机精密定位、无人机感知与定位如何协同等问题。针对上述问题，研究融合视觉和激光雷达的低空无人机多模态智能感知技术，与组合高精度卫星导航、惯性导航、UWB和5G的多传感器精密定位技术，提升低空无人机的铁路综合巡检性能。基于两项关键技术，设计一种协同智能感知与精密定位的低空铁路无人机巡检方案，为未来铁路领域的低空无人机巡检推广应用提供支撑。

关键词：铁路巡检；低空无人机；多模态智能感知；精密定位

DOI：10.3969/j.issn.1673-4440.2025.01.001

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无人机在铁路行业的应用探索与实践

赵 强，刘志明

摘要：在铁路领域中，随着铁路运行安全保障要求的提升，无人机凭借其高灵活性、低成本、广覆盖等优势，在铁路行业展现出巨大应用潜力。首先对铁路货场、编组站、施工及应急管理等场景的应用需求进行分析，提出使用无人机结合3DGIS、北斗高清定位、AI图像识别、机载传感、数字孪生等技术，进行智能巡检、安全管控、应急管理、远程调度等应用的解决方案。然后，还对无人机下一步在铁路行业进行规模应用的发展方向进行分析，最后对需要在政策引导、装备安全属性提高及空域管控技术完善等方面进行深入探讨。

关键词：无人机；货场；编组站；智能巡检

DOI：10.3969/j.issn.1673-4440.2025.01.002

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信号·控制

基于明度动态感知裁剪和YOLOv8的铁路沿线异常感知检测方法

林俊亭，陈 权，马 赫，彭嘉维，柴金川

摘要：铁路轨道沿线场景具有空旷开阔、占地面积大的特点。由于高清摄像头的普及，导致大部分入侵物体目标在图像中具有占比面积小，像素点数量少，进而降低算法对目标尤其是小目标的检测性能。针对该问题，提出基于明度动态感知裁剪和YOLOv8的铁路沿线异常感知检测方法。首先通过明度动态感知方法感知运动目标区域，再以动态目标为中心裁剪图片输入YOLOv8网络进行检测,防止目标区域图像输入网络时特征信息被压缩，最后在RailD49数据集上验证了该算法的召回率为80.33%，准确率为81.67%，相较于原始YOLOv8m对铁路运动目标的检测能力有所提升。

关键词：目标检测；铁路综合视频监控系统；明度动态感知；深度学习；YOLOv8

DOI：10.3969/j.issn.1673-4440.2025.01.003

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基于施工天窗日的重载铁路货运量预测

周 瑾，刘子扬，刘永壮，马 锐

摘要：货运量是重载铁路运输日常管理最重要的指标之一，基于重载铁路运输大数据分析平台，针对重载铁路货运生产调度中每日货运量预测的问题，考虑不同线路施工天窗对货运量的影响，构建基于LSTM的货运量预测模型。建立某厂矿铁路集团、子公司货运量预测数据集，基于施工天窗信息特点对LSTM模型进行改造，通过训练与调参，算法在真实数据集上比ARIMA、原生LSTM、GRU等模型效果提升明显，能较好解决日货运量数据波动大和非平稳性突出的问题。模型效果验证后在综合调度信息系统上线，根据新增数据每日进行推算和展示，减轻了货运统计分析人员的工作负担。

关键词：重载铁路；货运量；长短记忆模型；施工天窗

DOI：10.3969/j.issn.1673-4440.2025.01.004

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铁路信号系统智慧实训室建设方案研究

马志强，崔高星，张文兴，刘立龙

摘要：针对传统电务实操培训系统中经常需要手动配线焊接、人工记录培训等方式而造成的培训效率低、记录不完整等问题，利用计算机仿真、VR虚拟仿真、数据挖掘和物理信息融合等先进技术，提出一套建设铁路信号系统智慧实训室方案。实现了从培训计划闭环管理、实训设备在线监督、职工技能的智能评定到电务信号的综合应急演练及远程智能故障分析实训指导，使得电务培训工作更加贴近现场、培训管理工作更加信息化、智能化和可视化，构建一个无须管理人员直接参与的“无人值守”的集培训、实训和考核于一体的综合性平台。智能化的实训手段，增强职工在实训室的学习广度和深度，匹配的“实训室综合管理系统”，采用大数据分析技术使得人才的培养更具有针对性。

关键词：铁路信号系统；智能化；智慧教学；实训；虚实结合；VR虚拟仿真

DOI：10.3969/j.issn.1673-4440.2025.01.005

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基于北斗的重载铁路列控系统临时限速系统方案安全性分析

谢生智

摘要：针对基于北斗（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）的重载铁路列控系统临时限速功能实现方案，建立故障树模型，并结合各子系统失效率计算系统临时限速功能的失效率。最后，将计算的系统限速功能失效率与安全完整性等级（SIL）4级要求的可容忍功能失效率（TFFR）进行比较，证明基于北斗的重载铁路列控系统临时限速功能满足SIL4级的TFFR要求。

关键词：北斗导航卫星系统；重载铁路列控系统；临时限速；故障树；SIL4；TFFR

DOI：10.3969/j.issn.1673-4440.2025.01.006

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基于超声导波的道岔断轨监测系统设计与试验

程 朝，李 苗，张 柯，蔺诗瑶，闫晋峥

摘要：针对道岔区钢轨变截面结构易变形且钢轨无智能伤损监测的问题，提出一种基于超声导波的道岔断轨监测系统，该系统主要由轨上设备和轨旁设备组成。重点研究轨上设备换能器、传感器的结构参数和运行参数，确定芯片AD1005加上压电集成电路IEPE接口电路设计的MEMS加速度传感器。通过现场安装与测试，验证轨上设备换能器与传感器设计的正确性，同时为岔区铁路智能化运维提供一定的思路和理论基础。

关键词：超声导波；断轨监测；道岔；钢轨伤损监测

DOI：10.3969/j.issn.1673-4440.2025.01.007

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多式联运技术

智能化检测技术在铁水联运交接作业中的应用

顾 闻

摘要：介绍目前铁水联运交接作业采用的传统作业模式及存在的问题。在码头装卸线运用智能化检测技术检测线路状态及集装箱装载状态，通过采集现场高清图像、视频、红外成像、音频等数据，结合机器学习算法和智能识别等技术，达到在交接作业流程中对现场状态进行自动判定和告警的目的。该技术对推进智慧港区、绿色港口建设，实现真正的无人化装卸作业具有极其重要的意义。

关键词：智能化检测；智能识别技术；自动判定及语音告警；作业流程自动确认；无人化作业；铁水联运；机器学习算法

DOI：10.3969/j.issn.1673-4440.2025.01.008

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新型铁路集装箱装卸线作业自动化交接方案研究

张子航

摘要：国内已建设多处港口自动化码头铁路装卸线，由于铁路与港口在管理、作业交接体系的差异，尚无成熟可靠先进的管理经验与技术经验用于解决系统间的作业交接问题，因此容易造成铁路与港口间作业的安全生产隐患、责任交接不清、作业界面相互干扰、作业效率低下问题。结合集装箱多式联运铁路集装箱货场的运输方式及特点，提出一种新型自动化铁路集装箱装卸线作业交接控制方法，通过优化机车车载系统，利用应答器、轨道区段占用检查等技术，基于“故障-安全”的原则，实现集装箱装卸线作业的自动化交接。

关键词：铁水联运;集装箱多式联运；自动化码头铁路装卸线；作业自动化交接

DOI：10.3969/j.issn.1673-4440.2025.01.009

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移动终端在铁水联运安全交接系统中的应用

刘少健

摘要：介绍目前具备铁水联运条件的港口集装箱取送作业流程，分析其中存在的问题，并提出通过在铁路装卸场站与自动化集装箱码头建设安全交接系统，同时研究移动终端在该系统中的应用，以此来提高集装箱取送流程的作业效率及安全性。

关键词：移动终端；铁水联运；集装箱取送；作业效率

DOI：10.3969/j.issn.1673-4440.2025.01.010

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区域轨道交通智能服务系统网络安全保障策略研究

高婷婷

摘要：网络安全保障是区域轨道交通智能服务系统安全、可靠、稳定的环境前提。在现有网络安全模型的理论研究基础上，有机地结合动态网络安全理论，提出基于态势感知的SAP2DR2安全模型。同时根据区域轨道交通智能服务系统在云计算环境下的特点，提出“一个中心、五个层面”的安全策略。结合此安全策略，采用层次分析法和SAP2DR2模型来针对本系统展开网络安全风险评估，为今后进一步展开集中于权值的自动生成与自适应调节研究提供数据依据。

关键词：SAP2DR；网络安全；区域轨道交通智能服务系统；风险评估；云计算环境

DOI：10.3969/j.issn.1673-4440.2025.01.011

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既有时速250 km高速铁路提速通信系统改造方案研究

葛伟涛，王 斌，柴金川，杨 琪，李广森

摘要：为解决既有时速250 km的高速铁路提至更高速度时通信各子系统面临的技术改造问题，对通信各子系统的速度适应性以及提速改造方案进行研究。从技术标准层面，对通信各子系统与列车速度的关系进行分析。结合既有信号列控等级和GSM-R的覆盖方式，提出GSM-R系统的提速改造方案，并对传输系统、综合视频监控系统及电源设备的提速改造方案进行研究，可供类似工程借鉴参考。

关键词：高速铁路；提速改造；通信系统；GSM-R

DOI：10.3969/j.issn.1673-4440.2025.01.012

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铁路信号20型集中监测系统接入数据通信网方案

王维龙，周学兵，赵 强

摘要：结合铁路数据通信网特点、10型信号集中监测系统网络结构及项目实施经验，对20型铁路信号集中监测系统接入数据通信网方案进行标准化，并提炼集中监测系统侧用户边缘设备（CE）及数据通信网侧供应商边缘设备（PE）之间互联路由协议的要点，对20型信号集中监测中继站借助传输平台接入数据通信网提出新的解决思路。该方法不但降低信号/通信侧的实施成本、维护成本，还提高中继站接入可靠性，使得20型集中监测主站和中继站车站CE交换机配置标准化。

关键词：铁路信号；集中监测系统;数据通信网;中继站接入;配置标准化

DOI：10.3969/j.issn.1673-4440.2025.01.013

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基于LTE专网与5G公网冗余融合的车地通信方案

雷 彬，白 轩

摘要：结合丽江有轨电车1号线，对LTE专网通信与5G公网通信冗余融合的通信方案进行详细研究分析。丽江1号线使用LTE专网作为信号系统车-地无线通信数据传输的主用通道，5G公网作为备用通道，负责信号系统中列车与地面信号设备之间数据报文的发送和接收，实现信号系统地面控制中心、车站、车辆基地、轨旁和车载信号设备之间的数据信息传输，保证信号系统通信业务数据正常。详细论述LTE专网与5G公网融合通信方案，对城市轨道交通行业数据通信技术未来的发展提供了重要的参考。

关键词：城市轨道交通；数据通信技术；信号系统；车-地无线通信；LTE专网；5G公网

DOI：10.3969/j.issn.1673-4440.2025.01.014

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支持四网融合的市域铁路列控系统关键问题研究

张友兵，陈志强，王 硕，张家兴，田换换，黄 睿

摘要：在深入分析市域铁路特性的基础上，对列控制式选择、CTCS列控系统的适用性、车地兼容方式以及车载设备兼容方式等关键问题进行研究。研究结果表明：鉴于CTCS系统在网络级指挥、标准规范完整性、互联互通能力等方面的显著优势，推荐市域铁路主要采用CTCS制式。为实现四网融合及跨制式运营，未来应研究开发兼容CTCS和CBTC的列控系统。短期内，可以在高速铁路CTCS2+ATO列控系统的基础上进行技术升级，构建适应市域铁路需求的列控系统。同时，建议开发兼容型车载设备，通过车载设备兼容地面设备实现跨线运行，提倡开发融合CTCS与CBTC制式的一体化车载设备，以简化系统结构和降低设备成本，为市域铁路智能化发展提供有力支撑，也对提升铁路运输安全水平、增强运输效率具有重要意义。

关键词：四网融合；市域铁路；中国列车控制系统；基于通信的列车控制系统；互联互通；跨制式运行；地面兼容；车载兼容

DOI：10.3969/j.issn.1673-4440.2025.01.015

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基于主动感知的列车自主运行系统控制方案研究

彭 湃，赵振杰，李 凯，庞潇潇

摘要：介绍列车自主运行系统的系统组成、系统功能及主要特点。以资源管理为基础，以列车主动进路、列车自主防护为特征，当前列车车载设备根据列车的位置信息确认线路中列车的位置及运行方向，向运行的前车请求其位置及速度信息，并向轨旁资源管理设备申请所需的轨旁资源信息。前车周期性地向当前列车发送实时位置信息和资源占用/释放信息。当前列车实时计算移动授权并更新其速度控制曲线，提高系统的行车间隔。系统借助主动感知设备识别前方障碍物、前方信号机状态、前车列车的位置信息等，实现降级模式的可靠运行。

关键词：列车自主运行系统；资源管理；移动授权；行车间隔；速度曲线

DOI：10.3969/j.issn.1673-4440.2025.01.016

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城市轨道交通信号系统与间隙探测系统接口分析

郑 伟，张余豪，李金峰

摘要：间隙探测系统负责探测站台门与车门间隙之间有无障碍物，通过与信号系统联动，实现间隙安全防护功能。全自动无人驾驶线路信号系统获取间隙探测信息的方式大致可分为两种，一种是与间隙探测系统直接接口，另一种是与整合间隙探测系统信息的站台门系统接口。从两种不同接口方式出发，通过工作时序介绍接口方式不同，并从接口数量及信息、接口数据流、旁路方式、探测时机4个方面进行比选分析，结合工程实际应用特点分别提出优化建议。两种接口方式各有优劣，不同工程可根据详细设计阶段时站台门系统与间隙探测系统厂家差异，结合优化建议选择其一。

关键词：城市轨道交通；信号系统；间隙探测；设计参考；站台门系统

DOI：10.3969/j.issn.1673-4440.2025.01.017

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城市轨道交通起终点站预留延伸配线形式研究

佘路军，陈 杰，马得途

摘要：城市轨道交通起终点站的配线设计直接关乎延伸工程能否顺利衔接，是控制工程投资的重要制约因素。通过对合肥、杭州、宁波等城市的起终点站配线形式调研，分析各种配线形式的设计思路和优缺点，并结合合肥轨道交通2号线东延线的实际工程案例，重点从运营灵活性、工程投资、未来延伸需求、可实施性等角度分析，针对城市轨道交通起终点站预留延伸方案的站后折返线形式，提出一种运营灵活、利于延伸、造价合理的优化方案。

关键词：起终点站配线设计；预留延伸折返线方案；运营灵活性；配线形式

DOI：10.3969/j.issn.1673-4440.2025.01.018

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中低速磁浮信号系统与其他专业接口分析

王 超

摘要：针对中低速磁浮轨道交通建设过程中，信号系统与磁浮交通特殊的轨道、道岔、车辆等系统接口出现的问题进行分析。提出信号系统与其他专业的接口要求，并对部分问题提出解决方案，使磁浮交通信号系统与其他专业接口间出现的问题得到解决，为其他中低速磁浮项目建设提供参考。

关键词：中低速磁浮；信号系统；接口；电磁干扰

DOI：10.3969/j.issn.1673-4440.2025.01.019

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